JP2003532854A - 閉端シーリングプラグ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 適当な穴にブラインド取付けするための、それによって該穴に差し込んでシールするためのシーリングプラグであって、該シーリングプラグは、１つの閉じた端を有するスリーブ（１）と、少なくとも一部がステムの残りに対して径方向に拡張しているヘッドを有するステム（２）とを備え、このステムヘッドはスリーブ内にあり、ステムは、ステムヘッドの内部断面寸法よりも小さい内部断面寸法を有するスリーブの部分を通ることで該スリーブの開端から突出し、上記ステムヘッドは、肩部（８）を有し、スリーブ材が該肩部の少なくとも径方向の外側部分に圧接されており、ステムヘッドは、スリーブの材料よりも硬質の材料からなり、ステムヘッドと、該ヘッドから遠いステムの部分との中間の位置に弱化部分を備えて形成され、それによって、当該シーリングプラグが適当な穴に挿入され、該穴にスリーブが完全に入り、スリーブに対する増加張力がステムに加えられると、肩部が、穴と係合するようにスリーブ材に軸方向圧縮を加えることによって、穴との係合を径方向に拡張させ、その後、ステムが、弱化部分（３）で砕け、ヘッドがスリーブ内に残るようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は、適当な穴にブラインド取付けするための、それによってたとえば高
圧流体にさからって差し込んでシールするための、閉端シーリングプラグ（clos
ed end sealing plug）に関する。ブラインド取付けとは、穴の片側のみを介し
たアクセスによりプラグを取り付けることを意味する。

【０００２】 他のタイプのシーリングプラグ（たとえば、商標ＡＶＳＥＡＬおよびＫＯＥＮ
ＩＮＧ ＨＫで知られているもの）は、中空円筒形スリーブ、およびテーパ付ヘ
ッド部を有するステムを備え、このヘッド部をスリーブ中に引き出すことで、穴
をふさぐまで径方向にスリーブを拡張させる。このタイプのプラグの主な不都合
点は、ステムのテーパ付ヘッド部の表面仕上げが、ステムヘッドとスリーブとの
間の潜在的な漏れ経路を回避するために高水準に制御されなければならないとい
う点である。高水準の表面仕上げが首尾一貫して達成されるのを確実にするため
に、ステム部品は、高品質の表面仕上げを有するワイヤから冷間圧造によって製
造されるか、さもなければバーから機械加工され、機械加工作業により高品質の
表面仕上げ加工がもたらされるようになっている。これらの方法はどちらもコス
ト面での不利益を有しており、コストの点から見て、特殊な高品質の表面仕上げ
を有する必要のないワイヤから冷間圧造によりステムを製造することが望ましい
。

【０００３】 このことを達成するための１つの方法は、「閉端」設計を有することであり、
これによって、スリーブ部品が中空円筒形ではなく缶形状となる。しかしながら
、このような閉端プラグの初期設計（たとえばＧＢ ２３１４９０４ＢおよびＦ
Ｒ出願第９９０８３０４号に示されるもの）は、ステムに対し特殊な品質のワイ
ヤを使用する必要がなくて済むが２つの固有の欠点がある。第１に、スリーブの
拡張が、スリーブの孔を通っておよびその孔から完全にテーパ付ステムヘッドを
引き出すことによって達成されるので、プラグの長さは、ふさがれる穴内でその
保持力を最大限にするために必ずしも長くない。第２に、テーパ付ステムヘッド
は、スリーブの低減された孔セクションを通って完全に引き出されて取り外され
、ステム全体が引き抜かれるため、取付けプラグに中実の芯部が何も残らない。
この結果、本発明による場合のようにステムヘッド部分が取り付け後にスリーブ
内に留まっている場合よりも拡張したスリーブに大きい弾性回復を許してしまう
。プラグのこれらの初期設計は、施栓（plugging）の効果が低いことが知られて
いる。すなわち、プラグは、比較的低い圧力で漏れ、比較的低い圧力を用いるこ
とにより穴との係合を余儀なく解除さえされかねない。

【０００４】 本発明の１つの目的は、これらの欠陥を克服する閉端プラグを提供することで
ある。

【０００５】 したがって、本発明の態様の１つでは、本発明は、請求項１に記載のシーリン
グプラグを提供する。

【０００６】 本発明のさらに好適な特徴は、図２ないし図７に記載する。

【０００７】

【発明の実施の形態】

本発明の特定の実施形態を、シーリングプラグ全体を通した断面図であり、取
付け工具の骨組みおよび一部が軸方向断面で示され、ステムが立面図で示された
添付図面の参照とともに例として記載する。

【０００８】 図１を参照すると、プラグは、閉端スリーブ１、およびブレークネック（brea
kneck）３の形態をした弱化部分（weakened portion）を有するステム２を備え
る。ステムヘッド４は、拡張部５、および該拡張部５の中間にある部分６、およ
びブレークネック３を有し、このブレークネック３は、ステムの引張部（pullin
g portion）７と略同じ直径である。拡張部５は、図示のように円周面２０にわ
ずかにテーパが付いている。拡張部５と部分６との間の移行部は、肩部８の形態
をとる。ヘッドの拡張部５の円周面は、わずかにテーパが付いている。

【０００９】 スリーブ１の開端は、比較的短い内部面取り部１４を有して形成される。

【００１０】 ステム引き抜き部分７は、従来のブラインドリベット取付け工具との係合のた
めの従来の引き抜き溝（pulling groove）９を有する。

【００１１】 スリーブ１は、アルミニウムのような比較的軟質の材料から製造され、ステム
２は、鋼のような比較的硬質の材料から作られる。

【００１２】 スリーブ１は、ステムヘッド上でスリーブ材が肩部８の少なくとも径方向の外
側部分に圧接されるようにステム２に組み立てられる。

【００１３】 図２は、その環状ノーズピース１０が誘導部分（leading part）であり、加工
材１２の穴１１に挿入される、取付け工具に係合されたプラグを示す。ノーズピ
ースは、円錐形突出部１３を有し、その前縁は、スリーブ１の穴の面取部１４よ
りも小さい直径を有する。ノーズチップ１０は、穴１１に嵌合する適当な直径を
有する突出ボス１５を有し、このボスは、穴１１内にプラグを引っ込ませる作用
（effect of recessing）があり、それによって、プラグスリーブ１が完全に穴
１１内にあるようにし、スリーブの長さが加工材１２の厚さよりも短くなるよう
にする。

【００１４】 取付け工具は、ブレークステムリベットまたはロックボルトを取り付けるのに
一般に使用されるタイプのものである。この取付け工具は、引き抜き溝９と係合
することによって突出プラグステムを把持する引き抜きつかみ部（pulling jaw
）（図示せず）を備え、このつかみ部は、ノーズピース１０から引っ込められて
いる。ノーズピースの反発力は、スリーブ１の開端に抗するものであり、そのた
め、スリーブ１に対して増加張力がステム２に加えられる。

【００１５】 したがって、図３を参照すると、工具が作動すると、ステム２が、ノーズピー
ス１０中へ引き込まれ、そのため、ステムヘッド拡張部５が、工具のノーズピー
ス１０の方に引かれる。この初期の作用は、スリーブ穴の面取り部１４をノーズ
ピース円錐形突出部１３に押しつけることである。この引張力が増すにつれて、
ノーズピース円錐形部１３の周りの領域１６にあるスリーブ材が、径方向に、外
に向かって押しやられて、穴１１の表面と密接する。ステムヘッドの肩部８とノ
ーズピースとの間の圧縮力が増大することにより、スリーブゾーン１７（ステム
の部分３および６の周り）における材料が拡張されてこの領域の穴が埋まる。こ
の負荷がさらに増大するにつれ、ゾーン１７におけるスリーブ材は、穴の表面に
強く押しつけられて、しっかり係合される。この時点まで、スリーブ材の肩部８
に対する圧接は、負荷に耐えるのに十分である。

【００１６】 図４を参照すると、取付け工具がステムにさらに大きな力を加えると、スリー
ブの隣接面は、肩部８の圧力下で可塑的に屈曲し始める。これにより、スリーブ
１とスリーブの上半分の周囲の領域１８の穴との間にいっそう大きな径方向圧力
が生じる。引張負荷が増すことにより、ヘッド４がスリーブに対し前方に移動し
、ヘッドの後方に空隙２１が残される。ステムヘッドの拡張部５は円錐面２０を
有し、この拡張部５が、開端付近の、スリーブ１の領域１８中に引き込まれるに
つれ、円錐形態２０は、スリーブと、ヘッド拡張部５の前端付近の領域１９内の
穴１１との間の表面圧を実質的に増大させる作用を及ぼす。取付け工具がステム
に引張負荷を加え続けると、負荷は、ステムのブレークネック３が破損する時点
まで増大する。ノーズピース１０を備え、ステム引き抜き部７を保持する工具つ
かみ部を備えたこの工具は、図５に示すように、取付けプラグにしっかり保持さ
れたステムヘッド部４を残して加工材から取り外される。

【００１７】 先に言及した他のシーリングプラグに比して、このステムの比較的少量の軸方
向移動は、プラグと穴との間の有効なシールを形成するのに十分である。ステム
の移動程度は、スリーブ内に残った空隙２１（図５）の奥行きから測定すること
ができる。ステムヘッド部４は取付けプラグ内にしっかり保持されるので、スリ
ーブのいずれの径方向の応力緩和が大幅に防止され、そのため、プラグの取付け
作業中に発生する、スリーブと穴との間の径方向の高圧が、取付けプラグ内にス
テムヘッドが保持されない場合よりもしっかり取付けプラグ内に保たれる。

【００１８】 図６および図７は、ステムヘッドの設計の実現可能な変更形態を示している。
この場合、ステムヘッド部６は、肩部８に隣接した環状溝２２を設けられている
。溝２２の目的は、ステムがスリーブ中に引き込まれるとき、スリーブ材が溝中
に流動でき、取付けプラグのスリーブ内でのステムの保持を補助する材料の輪２
３を形成することである。あるいは、同様の作用を、溝の代わりに、ヘッド部６
に逆テーパを有することによりもたらすことができるであろう。

【００１９】 上記例のシーリングプラグは、高強度のシーリングを提供する。たとえば、直
径８ｍｍの穴をシールするように設計されたプラグは、適正に取り付けられた場
合、約６００バールの圧力に耐えるであろう。

【００２０】 本発明は、上記例および実現可能な変更形態の詳細部に限定されない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 使用前のプラグを示す図である。

【図２】 プラグの取付け時の一連の工程を示す図である。

【図３】 プラグの取付け時の一連の工程を示す図である。

【図４】 プラグの取付け時の一連の工程を示す図である。

【図５】 プラグの取付け時の一連の工程を示す図である。

【図６】 図４と同様の図であるが、わずかに変更された形態のプラグを示す図である。

【図７】 図６の部分拡大図である。

【符号の説明】

１…スリーブ、２…ステム、４…ステムヘッド、８…肩部、１４…内部面取り
部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ， ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ， ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｂ Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＯ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ， ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，Ｉ Ｓ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ， ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，Ｐ Ｔ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ， ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ Ｆターム(参考） 3J046 AA14 BB03 BC15 CA02 EA10 【要約の続き】 がスリーブ内に残るようになっている。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 適当な穴にブラインド取付けし、それによって該穴に差し込
   んでシールするためのシーリングプラグであって、 １つの閉じた端を有するスリーブと、 ヘッドを有するステムであって、該ヘッドの少なくとも一部がステムの残りに
   対して径方向に拡張している、ステムと、 を備え、 前記ステムヘッドはスリーブ内にあり、前記ステムは、前記ステムヘッドの内
   部断面寸法よりも小さい内部断面寸法を有する前記スリーブの部分を通ることで
   該スリーブの開端から突出し、 前記ステムヘッドは、肩部を有し、スリーブ材が該肩部の少なくとも径方向の
   外側部分に圧接されており、 前記ステムヘッドは、前記スリーブの材料よりも硬質の材料からなり、前記ヘ
   ッドと、該ヘッドから遠い前記ステムの部分との中間の位置に弱化部分を備えて
   形成され、 それによって、シーリングプラグが適当な穴に挿入され、該穴に前記スリーブ
   が完全に入り、前記スリーブに対する増加張力が前記ステムに加えられると、前
   記肩部が、該肩部に隣接する前記スリーブ材に軸方向圧縮を加えることによって
   、前記スリーブを変形させ、前記穴と係合するように径方向に拡張させ、その後
   、前記ステムは、前記弱化部分で砕け、前記ヘッドが前記スリーブ内に残るよう
   になっている、シーリングプラグ。
2. 【請求項２】 前記ステムヘッドは、テーパが付けられており、それによっ
   て、前記スリーブの隣接部分の径方向の拡張を補助する、請求項１に記載のシー
   リングプラグ。
3. 【請求項３】 前記スリーブの前記開端は、内部面取り部を備えている、請
   求項１または２に記載のシーリングプラグ。
4. 【請求項４】 前記スリーブに対する増加張力がステムに加えられると、前
   記スリーブの前記内部面取りは、前記取付け工具のノーズピースの円錐突出部と
   協働して、前記スリーブの前記開端付近の領域において前記プラグの径方向の拡
   張を起こす、請求項３に記載のシーリングプラグ。
5. 【請求項５】 前記ヘッドは、断面寸法が低減されたロッキング部を備え、
   それによって、前記スリーブが前記のように変形したとき、前記スリーブの材料
   が少なくとも部分的に前記ロッキング部に入って、前記変形したスリーブ中に前
   記ヘッドをロッキングするのを補助する、請求項１〜４の何れか一項に記載のシ
   ーリングプラグ。
6. 【請求項６】 前記ロッキング部は、環状溝によって提供される、請求項４
   に記載のシーリングプラグ。
7. 【請求項７】 前記ロッキング部は、前記ヘッドの一部での逆テーパによっ
   て提供される、請求項４に記載のシーリングプラグ。
8. 【請求項８】 実質的に、添付図面を参照して説明され、該添付図面に示さ
   れた前記のシーリングプラグ。